> > > Почему Земля наклонена?
Наклон оси вращения Земли : описание соотношения планеты и орбитальной плоскости Солнечной системы с фото. Влияние на сезоны, смену дня и ночи, климат и погоду.
Вы никогда не думали над тем, почему у Земли есть наклон оси? Почему планета просто не установлена перпендикулярно по отношению к орбитальной плоскости? Исследователи долго ломали голову, чтобы отыскать ответ. Главный спор заключается в том, что наклон оси вращения основывается на истории формирования всей Солнечной системы. У нас все еще нет четкого видения, но мы располагаем приблизительной моделью.
Рождение Солнца сформировало новый источник гравитации. Приливные силы привели к нарушению стабильности и туманность начала падать, создав диск, а затем и планеты. Они сталкивались, чтобы сливаться в более крупные объекты. Скорее всего, между Землей и другим объектом случилось столкновение, и мы наклонились.
Однако это не наказание, а благо. Это идеальный угол наклона осевого вращения, позволяющий появляться сезонам, которые стабильно закрепились на каждом полушарии. Благодаря этому мы обладаем благоприятным климатом и гармоничным распределением температуры. При перпендикулярности, одна сторона постоянно бы поджаривалась, а на второй царствовал ледниковый период.
> > > Наклон Земли
Наклон оси Земли : описание земной оси по отношению к эклиптике Солнечной системы с фото, смена сезонов, северный и южный полюса, характеристика прецессии.
Ранее полагали, что наша планета могла быть плоской, зигзагообразной или кубической формы. Но длительные изучения показывают, что мы один из сфероидов, совершающих обороты вокруг нашей звезды.
Мы многое знаем об орбитальном пути, удаленности от Солнца, а также об осевом наклоне. Давайте же разберемся в том, как выглядит наклон Земли.
Наклон Земли и земная ось
Вертикальная планетарная ось вращения расположена под определенным углом. Это приводит к тому, что солнечные лучи распределяются неравномерно в течение года. Угол достигает 23.44°.
Влияние наклона Земли
Сезонные отличия
Именно этому наклону оси Земли мы должны быть благодарны за смену времен года. Когда северный полюс повернут к звезде, то на нем начинается лето, а на южном – зима. Через 6 месяцев они меняются местами.
Кроме того, угол наклона Земли влияет на суточный цикл. Летом Солнце поднимается выше и день длится дольше. Наиболее экстремальная ситуация наблюдается над полярным кругом, где дневной свет часть года отсутствует, а также 6 месяцев темноты на Севером полюсе (полярная ночь). На Южном полюсе противоположная ситуация, когда день может охватывать 24 часа!
Сезоны определяются моментами солнцестояний (21 декабря и 21 июня) и равноденствий (20 марта и 22 сентября).
Изменения во времени
Длительное время осевой наклон остается стабильным. Но существует такой момент как нутация – раскачивание с периодичностью в 18.6 лет. Ось проходит через этот процесс, из-за чего немного отклоняется.
Прецессия приводит к тому, что дата сезонов меняется с цикличностью в 25800 лет. Это не только вызывает отличие между сидерическими и тропическим годами, но и переворачивает сезоны. То есть, на северном полушарии лето настанет в декабре, а зима в июне.
Также от прецессии зависит перемена длительности дня. Это момент, когда меняются даты перигелия и афелия. В общем, вы видите, что осевое вращение и орбитальный путь связаны с многими факторами. Поверьте, что когда-то люди были шокированы узнав, что Земля способна двигаться. Даже Коперник с Галилеем полагали, что мы живем на идеальном шаре.
Привело к смещению оси вращения Земли почти на 10 сантиметров, сообщил Национальный институт геофизики и вулканологии Италии.
Собственная ось Земли (figure axis) - ось, вокруг которой Земля сбалансирована по массе. Смещение земной оси ведет к нарушению равновесия земного и звездного года и связано с изменением астрономических координат. Этот феномен, с одной стороны, вызван сильными землетрясениями, с другой стороны - может вести к дальнейшему учащению природных катаклизмов.
11 марта 2011 года землетрясение магнитудой 8,9 произошло в Японии. Его эпицентр находился в 373 километрах северо-восточнее Токио, а очаг залегал на глубине 24 километров.
Специалист Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА Ричард Гросс (Richard Gross) считает, что землетрясение могло привести к смещению оси Земли примерно на 15 сантиметров в сторону 139-го градуса восточной долготы. Продолжительность дня должна сократиться на 1,6 микросекунды.
Специалисты Национального института геофизики и вулканологии Италии сообщили о том, что, по их расчетам, в результате землетрясения ось сместилась почти на 10 сантиметров .
По словам сотрудника лаборатории гравиметрии Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) МГУ Леонида Зотова, теоретические смещения оси на 6-8 сантиметров предсказывались для многих крупных землетрясений, однако они не были подтверждены наблюдениями.
Зотов отмечает, что получить нужные для проверки расчетов наблюдения можно с помощью нескольких систем, в частности группировки спутников GPS, которая четыре раза в сутки определяет координаты географических полюсов Земли. Получить эти координаты в более высоком разрешении можно, но для этого нужно запустить программу обработки. Это, по выражению Зотова, "вещь нетривиальная". Существует также система радиотелескопов со сверхдлинной базой (РСДБ), которая дает координаты раз в сутки.
Леонид Зотов отмечает, что эти изменения пока не удавалось наблюдать, если удастся провести подобный мониторинг - "это будет большой прогресс".
Если внимательно рассмотреть все объекты Солнечной системы, то без сомнения можно сказать, что Земле повезло. При формировании планет именно ей было суждено оказаться в правильном месте, где наиболее гармонично сочетаются все факторы для развития жизни. Парадокс, но даже с развитием прогресса в сфере изучения космоса и информационной доступности, не все люди имеют представление о космических параметрах Земли, а ведь именно их стоит поблагодарить не только человеку, но и всей природе за возможности, которые она предоставляет для развития жизненного цикла. Пора восполнить этот пробел.
Отдельное спасибо орбите, атмосфере и осевому наклону
Земля является третьей по удаленности от главной звезды планетой. Среднее расстояние до Солнца составляет около 149,5 млн.км, оно стало для нее оптимальным в плане соотношения температур - не слишком жарко в дневное и летнее время, и умеренно холодно ночью и зимой.
Земная орбита заслуживает уважения за свое расположение не только благодаря климату, но и за то, что нахождение на данном участке Солнечной системы создало возможности для формирования атмосферы, способствующей зарождению жизни, основу которой составляют азот и кислород.
Обратить внимание следует и на угол наклона земной оси к плоскости орбиты. Он составляет 23 градуса, благодаря ему на планете нет полностью затененных участков, каждый из них попеременно получает нужное количество света и тепла при смене времен года.
Воздух на Земле - это не только кислород...
С самого детства люди знают о значимости кислорода. Однако редко вспоминают о других составляющих.
В первую очередь к ним относится азот — этого газа даже больше, чем первого, в атмосфере по объему и его главная задача - нейтрализовать негативные свойства кислорода. Звучит странно? На самом деле, ничего удивительного нет, ведь если вспомнить химию, то известно, что газ О 2 обладает способностью создавать окислительные реакции, в чистом виде он способен даже сжечь дыхательные пути! Поэтому азот является подушкой безопасности для наших слизистых оболочек носа и легких.
Ну и конечно, немного углекислого газа присутствует, всего несколько сотых долей процента. Почему так мало, если столько людей на планете его ежесекундно выдыхают? Все очень просто: от человека углекислый газ передается растениям, которые при выдохе возвращают кислород в атмосферу. Вот такой круговорот!
Угол наклона земной оси и его дары
Как уже отмечалось выше, он позволяет любой точке планеты заряжаться солнечной энергией. Но не только в этом его заслуги. Наклоненная ось позволяет наблюдать такие явления, как времена года, которые являются следствием того, что на каждой широте солнечные лучи направляются под разными углами, изменяя их в течение всех 365 дней, в результате чего становится то теплее, то холоднее. А на полюсах можно стать свидетелем того, что более 180 дней солнце не заходит с небосвода, а другие 180 суток не восходит, потому что освещает противоположный полюс. Таким образом, за весь орбитальный цикл два полушария по очереди нагреваются и охлаждаются. Когда на одном из них лето - на другом в это же время зимние холода; с осенью и весной все аналогично. В каждое время года меняется продолжительность дня и ночи.
Если бы угол наклона земной оси был нулевым, то картина была бы более блеклой: день и ночь бы стабильно длились по 12 часов, а время года и температура были бы одинаковые, в зависимости от широты. Экватор был бы оазисом лета, средние широты не покидала бы осень, а на полюсах не было бы ни дня, ни ночи, а только вечное утро.
Особые отличия от соседних планет Земной группы
1. Наша планета является самой большой по размеру среди них. Венера, а особенно Марс и Меркурий в своих размерах существенно уступают ей.
2. Только на Земле присутствует кислород в достаточном количестве и в правильном соотношении, что важно для наличия жизни.
3. Имеет самое сильное магнитное поле, которое защищает от радиации и самый крупный естественный спутник - Луну.
4. Единственная из планет Земной группы обладает огромным запасом воды.
5. Расстояние до Солнца — около полутора сотен миллионов километров — оказалось счастливым для нее.
Заключение
Землю можно по праву назвать Раем! Нигде в ближайшей космической округе нет подобных благоприятных условий. И благодарить за это нужно космос, который создал комфортный угол наклона земной оси и благоприятные орбитальные параметры. Ни одна соседняя планета не имеет спутника, подобного Луне, воды, кислорода и жизни, которая в любом случае прекрасна. А от людей требуется только лишь ее любить и беречь. Наша планета этого достойна.
Что вызывает изменение климата Земли?
Астроном Милютин Миланкович (1879-1958) изучал изменение орбиты вращения Земли вокруг Солнца и наклон оси нашей планеты. Он предположил, что циклически происходящие изменения между ними являются причиной долгосрочной смены климата.
Изменение климата – сложный процесс, на него влияют многие факторы. Основной из них – взаимосвязь Земли и Солнца.
Миланкович изучал три фактора:
Изменение наклона земной оси;
Отклонения в форме орбиты вращения Земли вокруг Солнца;
Прецессию изменения положения наклона оси по отношению к орбите. .
|
|
|
Отклонение земной оси. |
Изменение орбиты Земли. |
 Земля
Земля без смены времен года, наклон оси 0°. |
|
 Конец июня: лето в Северном полушарии, зима – в Южном. |
|
 Конец декабря: лето в Северном полушарии, зима – в Южном. |
|
Наклон земной оси
Если бы наклона оси не было, то у нас не было бы времен года, а день и ночь в течение всего года длились бы одинаково. Количество солнечной энергии, достигающей определенной точки Земли, было бы постоянным. Сейчас ось планеты находится под углом 23,5°. Летом (с июня) в Северном полушарии оказывается так, что северные широты получают больше света, чем Южные. Дни становятся длиннее, а положение солнца – выше. В то же время в Южном полушарии – зима. Дни – короче, а солнце – ниже.
Спустя полгода Земля переходит по своей орбите на противоположную сторону Солнца. Наклон остается таким же. Теперь лето в Южном полушарии, дни дольше, а света – больше. В Северном полушарии сейчас зима.
Миланкович предположил, что наклон земной оси не всегда равен 23,5°. Время от времени происходят колебания. Он подсчитал, что изменения лежат в интервале от 22,1° до 24,5°, повторяется это с периодом в 41 000 лет. Когда наклон меньше, то летом температура ниже обычного, а зимой – выше. При увеличении наклона наблюдаются более экстремальные климатические условия.
Как все это влияет на климат? Даже при увеличении температуры зимой все равно достаточно холодно для снега в удаленных от экватора областях. Если лето холодное, то, возможно, что снег зимой в высоких широтах так же будет таять медленнее. Год за годом он будет наслаиваться, образуя ледник.
В сравнении с водой и сушей, снег отражает больше солнечной энергии в космос, вызывая дополнительное похолодание. С этой точки зрения, здесь имеет место механизм положительной обратной связи. Вследствие понижения температуры дополнительно накапливается снег и увеличиваются ледники. Отражение со временем увеличивается, а температура снижается, и так далее. Возможно, именно так начинались ледниковые периоды.
Форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца
Второй изучаемый Миланковичем фактор – форма орбиты вращения Земли вокруг Солнца. Орбита имеет не идеально круглую форму. В определенное время года Земля находится к Солнцу ближе, чем обычно. Значительно больше энергии Солнца Земля получает, находясь как можно ближе к светилу (в точке перигелия), в сравнении с максимальным удалением (точка афелия).
Форма земной орбиты меняется циклически с периодом 90 000 и 100 000 лет. Иногда форма становится более вытянутой (эллиптической), чем сейчас, поэтому различие в количестве солнечной энергии, получаемой в перигелии и афелии, будет большим.
Перигелий сейчас наблюдается в январе, афелий – в июле. Такая смена делает климат Северного полушария более мягким, принося дополнительное тепло зимой. В Южном полушарии климат более суровый, чем был бы, если бы орбита вращения Земли вокруг Солнца была круглой.
Прецессия
Есть и другая сложность. Ориентация земной оси со временем меняется. Подобно волчку, ось движется по кругу. Такое движение называют прецессионным. Цик такого движения составляет 22 000 лет. Это вызывает постепенную смену времен года. Одинадцать тысяч лет назад Северное полушарие было наклонено ближе к солнцу в декабре, чем в июне. Зима и лето менялись местами. Спустя 11 000 лет все снова изменилось.
Все три фактора: наклон оси, форма орбиты и прецессия меняют климат планеты. Так как это происходит в различных масштабах времени, то взаимодействие этих факторов сложно. Иногда они усиливают эффект друг друга, иногда – ослабляют. К примеру, 11 000 лет назад прецессия вызывала начало лета в Северном полушарии в декабре, эффект увеличения солнечного излучения в перигелии в январе и уменьшение в афелии в июле усилит межсезонную разницу в Северном полушарии, вместо привычного нам сейчас смягчения. Не все так просто как кажется, так как даты перигелия и афелия так же сдвигаются.
Другие факторы, влияющие на климат
Помимо эффекта смещения движения Земли, есть и другие влияющие на климат факторы?
